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Análise funcional do gene que codifica xiluloquinase em Xanthomonas citri
dc.contributor.author | Antão, Solange Cristina | |
dc.date.accessioned | 2022-08-24T13:26:35Z | |
dc.date.available | 2022-08-24T13:26:35Z | |
dc.date.issued | 2022-06-23 | |
dc.identifier.citation | ANTÃO, Solange Cristina. Análise funcional do gene que codifica xiluloquinase em Xanthomonas citri. 2022. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16520. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16520 | |
dc.description.abstract | Citrus canker causes a decrease in the productivity and quality of citrus fruits due to the lack of efficient control and eradication measures and is caused by the bacterium Xanthomonas citri subsp citri (XAC). In proteomics studies previously carried out by our research group, the involvement of xylose metabolism, a carbohydrate present in the plant wall, in the bacterial infection process was bserved, demonstrating that studies with XAC may have biotechnological importance for the use of plant biomass. The objective of this work was to characterize the XAC xylulokinase (XK) gene, one of the enzymes belonging to this metabolic pathway, responsible for the phosphorylation of D-xylulose [produced from xylose by xylose isomerase enzyme (XI)] to D-xylulose-5-phosphate, then allowing xylose to be metabolized via the pentose phosphate pathway. There are two ORFS present in the XAC genome annotated as coding for XK (XAC1775 or xylB1 and XAC4244 or xylB2), and the alignment of the two amino acid sequences revealed only 26% similarity between them. These two genes annotated as coding for XK were used in the construction of an IPTG-inducible heterologous expression system to evaluate their predicted activities. The expression of the xylB2 gene returned an insoluble protein, and studies with xylB1 continued. Enzyme activity studies demonstrated that xylB1 encodes a functional xylulose kinase enzyme, and kinetic studies revealed the value of the Michaelis-Menten constant (Km) to be 0.7947 ± 0,4032 mM and the value of Vmax to be 0,01217 ± 0,001130 µMol of xylulose.min-1.mg of protein-1. In a Pull-Down assay to investigate possible XK interacting proteins, the results indicated absence or undetectable concentrations of proteins from the total cell extract that interact with XK of XAC. An attempt was also made to obtain a mutant strain deleted in the xylB1 gene, based on a double homologous recombination methodology, with the construction of the suicide vector (pNPTS138_ xylB1) with the in tandem cloning of fragments 1 kb upstream and 1 kb downstream to the xylB1 gene. So far, a heterogeneous colony was obtained, possibly containing the wild and the mutant strains (mutant to be named XAC∆1775), which is in the process of isolation of the mutant for further characterization against the wild strain regarding its pathogenicity. Given the importance of xylose metabolism within the current economic-strategic context of using plant biomass, this work aims to add knowledge about this metabolic pathway in XAC and is a pioneer in the molecular characterization of the xylulokinase (XK) gene in the genus Xanthomonas. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Xanthomonas citri subsp. citri | por |
dc.subject | Xilulose quinase | por |
dc.subject | Xilose | por |
dc.subject | Cinética enzimática | por |
dc.subject | Xylulokinase | eng |
dc.subject | Xylose | eng |
dc.subject | Enzymatic kinetics | eng |
dc.title | Análise funcional do gene que codifica xiluloquinase em Xanthomonas citri | por |
dc.title.alternative | Functional analysis of the gene encoding xylulokinase in Xanthomonas citri | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Mansur, Maria Teresa Marques Novo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1198926223396748 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Alexandrino, André Vessoni | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2594277065273566 | por |
dc.description.resumo | O cancro cítrico proporciona queda na produtividade e na qualidade das frutas cítricas pela falta de medidas de controle e erradicação que sejam eficientes e é causado pela bactéria Xanthomonas citri subsp citri (XAC). Em trabalhos de proteômica previamente realizados em nosso grupo de pesquisa constatou-se o envolvimento do metabolismo de xilose, carboidrato presente na parede vegetal, no processo infeccioso da bactéria, demonstrando que estudos com XAC podem ter importância biotecnológica para o aproveitamento de biomassa vegetal. O objetivo deste trabalho foi a caracterização do gene de iluloquinase (XK) de XAC, uma das enzimas pertencente a essa via metabólica, responsável pela fosforilação de D-xilulose [produzida a partir de xilose pela xilose isomerase (XI)] a D-xilulose-5-fosfato, permitindo então que a xilose seja metabolizada por meio da via das pentoses fosfato. Existem duas ORFS presentes no genoma de XAC anotadas como codificantes de XK (XAC1775 ou xylB1 e XAC4244 ou xylB2), e o alinhamento das duas sequências de aminoácidos revelou somente 26% de similaridade entre elas. Esses dois genes anotados como codificantes de XK foram utilizados na construção de sistema de expressão heteróloga induzível por IPTG para avaliar suas atividades preditas. A expressão do gene xylB2 retornou uma proteína insolúvel, sendo continuados os estudos com xylB1. Os estudos de atividade enzimática demonstraram que xylB1 codifica uma enzima quinase de xilulose funcional, e estudos cinéticos revelaram o valor da constante de Michaelis-Menten (Km) como sendo de 0.7947 ± 0,4032 mM e o valor de Vmáx 0,01217 ± 0,001130 µMol de xilulose.min-1.mg de proteína-1. Em ensaio de Pull-Down para investigação de possíveis proteínas de interação da XK, os resultados indicaram ausência ou concentrações não detectáveis de proteínas do extrato celular total que interagem com XK de XAC. Foi realizada também uma tentativa de obtenção de uma linhagem mutante deletada no gene xylB1 baseada em metodologia de dupla recombinação homóloga, com a construção do vetor suicida (pNPTS138_ xylB1) a partir da clonagem in tandem de fragmentos 1 kb upstream e downstream ao gene xylB1. Até o momento, obteve-se uma colônia heterogênea contendo possivelmente a linhagem selvagem e a linhagem mutante (a ser denominada XAC∆1775), que está em processo de isolamento do mutante para posterior caracterização quanto à patogenicidade do mesmo frente à linhagem selvagem. Dada a importância do metabolismo da xilose dentro do atual contexto econômico-estratégico de utilização de biomassa vegetal, este trabalho visa agregar conhecimento quanto a essa via metabólica em XAC e é pioneiro na caracterização molecular do gene de xiluloquinase (XK) no gênero Xanthomonas. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOS | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIA | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo n° 2021/14225-0, vinculado ao Proc. 2020/05529-3, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo n° 88882.426473/2019-01, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/2754092794917372 | por |